CS211362B2 - Non-alloyed of low alloyed bainitic hardenable steel alloy and method of making the same - Google Patents

Non-alloyed of low alloyed bainitic hardenable steel alloy and method of making the same Download PDF

Info

Publication number
CS211362B2
CS211362B2 CS791731A CS173179A CS211362B2 CS 211362 B2 CS211362 B2 CS 211362B2 CS 791731 A CS791731 A CS 791731A CS 173179 A CS173179 A CS 173179A CS 211362 B2 CS211362 B2 CS 211362B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
conversion
steel
martensite
low
alloy
Prior art date
Application number
CS791731A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Peter Listemann
Walter Ritt
Reinhold Zsalatz
Hans-Dieter Seghezzi
Original Assignee
Hilti Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti Ag filed Critical Hilti Ag
Publication of CS211362B2 publication Critical patent/CS211362B2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
    • C21D1/20Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)

Abstract

The invention provides a steel (or a steel article such as a fastener for use in an explosive-powered fastener- driving tool) which is both tough and strong, economically, and comprises: 0.50 to 1.00% carbon 0.10 to 1.50% silicon 0.25 to 1.50% manganese up to 0.045% phosphorus up to 0.045% sulphur 0.20 to 0.90% molybdenum and/or 0.20 to 2.00% chromium, the remainder being iron, possible slight-alloying elements and impurities, having been subjected to a bainite hardening treatment in the region of or at temperatures above the martensite point in the range 0 to 100 DEG C above said point, until a maximum transformation of 85% has been achieved. The invention provides, also, a corresponding method.

Description

Vynález se týká nelegavané nebo nízko legované · balniticky tvrditelné ocelové slitiny s pomalou . přeměnou o nízkým · bodem přeměny v martensit, která je houževnatá a vysoce pevná.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a low alloy or low alloyed balnitically curable steel alloy with a slow. a low point conversion to martensite that is tough and high strength.

Vynález se dále týká způsobu výroby . . této oceli.The invention further relates to a production method. . of this steel.

Jsou známy oceli a slitiny železa, které jsou vyrobeny použitím většího množství hodnotných legovacích přísad a které mají současně vysokou · pevnost 1 houževnatost. Tyto oceli jsou však pro vysoké vlastní výrobní náklady, podmíněné také technickými důvody, použitelné jen pro zvláštní účely. Je pochopitelné, že úkolem mnoha vývojových prací bylo nalezení oceli nebo slitiny železa, která by měla vysokou pevnost a houževnatost, ale · která by byla vyrobitelná hospodárnějším postupem, s vynaložením menších výrobních nákladů, avšak dosud nebylo· dosaženo uspokojujících výsledků.Steel and iron alloys are known which are produced using a plurality of valuable alloying additives and which at the same time have a high strength of 1 toughness. However, these steels are only usable for special purposes because of their high production costs, also due to technical reasons. It is understandable that many developmental tasks have been to find a steel or iron alloy that has high strength and toughness, but which can be produced in a more cost-effective manner, at a lower production cost, but has not yet achieved satisfactory results.

Například je známa vysoko legovaná ocel s velkou· pevností a houževnatostí, která obsahuje v hmotnostní koncentraci alespoň 0,03 % uhlíku, alespoň 0,10 % . křemíku, alespoň ·0,10 % · manganu, 0,010 % fosforu, 0,010 % síry, 11,5 až 13,5 % kobaltu, 3,00 ažFor example, high alloy steel of high strength and toughness is known which contains at least 0.03% carbon, at least 0.10% by weight in a concentration by weight. silicon, at least 0.10% manganese, 0.010% phosphorus, 0.010% sulfur, 11.5 to 13.5% cobalt, 3.00 to

4,50 % molybdenu, 17,0 · až 18,5 % niklu, 0,20 % hliníku, 1,50· až 2,00 · % titanu. (Ocel tohoto složení je označována v mezinárodním klíči k určování oceli materiálovým číslem 1.6356 a· nese .symbol X2 NiCoMoTi 18 12· 4). Dalším ·druhem takovéto oceli je ocel obsahující v hmotnostní koncentraci alespoň 0,03 % uhlíku, alespoň 0,10 % křemíku, alespoň 0,10 ·% manganu, 0,010 % fosforu, 0.,010 % síry, 7,00 až 8,50 % kobaltu, 4,60· až 5,20 ·% molybdenu, 17,0 až 19,0 procent niklu, 0,0.5 až 0,15 · % hliníku, 0,30 až 0,60 % titanu, 0^,400-3 % boru, 0,05 % vápníku a 0,02. ·% zirkonu. (Tato ocel je označována v mezinárodním klíči materiálovým číslem 1.6359 a nese symbol X 2 NiCoMo 18 8 5). Tyto · oceli jsou však obtížně tvářitelné, obtížně se obrábějí a vzhledem· k vysokým cenám· legovacích přísad jsou málo· ekonomické.4.50% molybdenum, 17.0 to 18.5% nickel, 0.20% aluminum, 1.50 to 2.00 ·% titanium. (Steel of this composition is designated in the International Steel Identification Key 1.6356 and bears the symbol X2 NiCoMoTi 18 12 · 4). Another type of such steel is a steel containing, by weight, at least 0.03% carbon, at least 0.10% silicon, at least 0.10% manganese, 0.010% phosphorus, 0. 010% sulfur, 7.00 to 8%, 50% cobalt, 4.60 · 5.20 · molybdenum, 17.0 to 19.0 percent nickel, 0.0.5 to 0.15 ·% aluminum, 0.30 to 0.60% titanium, 400-3% boron, 0.05% calcium and 0.02. ·% Zirconium. (This steel is referred to in international key material number 1.6359 and bears the symbol X 2 NiCoMo 18 8 5). However, these steels are difficult to form, difficult to machine, and low in economic due to the high cost of alloying ingredients.

Úkolem vynálezu je proto vytvořit takovou ocel a výrobky z ní vyrobené, která by byla hospodárně vyrobitelná a která by měla nezávisle na přítomnosti značných podílů hodnotných legovacích přísad současně vysokou houževnatost a vysokou pevnost, popřípadě která by měla extrémně vysoké pevnostní hodnoty.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide such steel and products made thereof which are economically feasible and which, independently of the presence of significant proportions of valuable alloying additives, simultaneously have high toughness and high strength, or which have extremely high strength values.

Dalším úkolem je vyřešit vhodný způsob výroby této· oceli, kterým by se tato· ocel s vysokou pevností a houževnatostí vyráběla, popřípadě kterým by bylo možno vyrábět předměty z této· oceli. Těmito· předměty jsou jednak výrobky· hromadné spotřeby, například svorníky, zarážecí svorníky a nastřelovací hřeby obvyklých tvarů pro přímé připevňování dílů, které je možno· zarazit i do prvků z vysokopevnostní stavební oceli.Another object is to provide a suitable method for producing this steel by which the steel with high strength and toughness can be produced or by which it is possible to produce articles of this steel. These articles are, on the one hand, mass consumption products, such as bolts, stop bolts and nails of conventional shapes for direct fastening of parts, which can also be driven into high-strength structural steel elements.

Tento úkol je v podstatě vyřešen podle vynálezu, jehož předmětem je nelegovaná nebo nízkou legovaná bainiticky tvrditelná ocelová slitina s pomalou přeměnou a s nízkým bodem, přeměny v martensit, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že ocelová slitina obsahuje v hmotnostní koncentraci 0,50 až · 1,00 · % · uhlíku, 0,10 až 1,50 % · křemíku, 0,25 až 1,50 % manganu, 0 až 0,045 % fosforu, 0 až 0,045 % · síry, 0,20 až 0,90· % molybdenu · a/nebo 0,20 až 2,00 ·% chrómu, přičemž · zbytek tvoří železo a obvyklé nečistoty, kterážto ocelová · slitina byla podrobena bainitickému vytvrzování v teplotním pásmu přeměny v martensit, a/nebo v teplotní oblasti · přímo· nad tímto pásmem a u níž bainitické vytvrzování dosáhlo· stupně přeměny nejvýše 85 %.This object is essentially achieved according to the invention, the object of which is an unalloyed or low alloyed low-conversion, low-point bainitically curable steel alloy transforming into martensite, the object of the invention is that the steel alloy contains from 0.50 to 0.5% by weight. 1.00 ·% · carbon, 0.10 to 1.50% · silicon, 0.25 to 1.50% manganese, 0 to 0.045% phosphorus, 0 to 0.045% · sulfur, 0.20 to 0.90 · % of molybdenum · and / or 0.20 to 2.00 ·% of chromium, with the remainder being iron and common impurities, which steel · alloy was subjected to bainite curing in the martensite conversion zone and / or in the temperature zone · directly · above this zone and in which the bainitic curing has a degree of conversion not more than 85%.

Přitom může například místo jednoho dílu molybdenu být použito jednoho· dílu chrómu. Všeobecně má přitom molybden přednost před chromém. Ve zvláštních případech může spodní hranice podílu manganitu činit 0,25 %.For example, one part of chromium can be used instead of one part of molybdenum. Generally, molybdenum has priority over chromium. In special cases, the lower limit of the manganese content may be 0.25%.

Oceli podle vynálezu, které se vyrábějí způsobem podle vynálezu a mají uvedené složení, jsou ocelové materiály s dostatečně pomalou přeměnou, které mají předpoklady pro izot-hermní bainitickou přeměnu a které mají podle možností nízkou teplotu přeměny v martensit. V autokatalytické síti od Austina a Ricketta mají tyto· oceli obecně v jinak přímočaře probíhající kinetice přeměny zlom. Zde se vyskytuje vylučování, které zřetelně · ovlivňuje nepříznivě houževnatost oceli. Řešením · podle vynálezu se za současného získání oceli s velkou pevností a houževnatostí dosahuje průběh, ve kterém jsou odstraněny nepříznivé úseky, které nepříznivě ovlivňovaly houževnatost oceli. Kromě toho se dosáhne zvýšení rázové houževnatosti, zkrácení doby zahřívání potřebné k · přeměně a tím úspor energie.The steels according to the invention produced by the process according to the invention and having the above-mentioned composition are steel materials with sufficiently slow conversion, which are prerequisites for isothermal bainitic conversion and which have, as far as possible, a low conversion temperature to martensite. In an autocatalytic network from Austin and Rickett, these steels generally have a break in the otherwise straightforward conversion kinetics. There is a deposition that clearly affects the toughness of the steel. With the present invention, a steel having a high strength and toughness is obtained with a course in which the unfavorable sections which adversely affect the toughness of the steel are removed. In addition, an increase in impact resistance, a reduction in the heating time required for conversion and thus energy savings are achieved.

Vynález je založen na poznatku, že oceli a jiné slitiny železa, jakož i předměty z nich vyrobené, které měly původně nepříznivé vlastnosti, získávají vyšší pevnost a větší houževnatost, jestliže se podrobí pouze nedokonalému bainitickému vytvrzování, to znamená tepelnému zpracování, trvajícímu až do přeměny, dosahující řádově 80 %, při Veplotach pohybujících se v oblasti teploty přeměny v· martensit nebo nad touto oblastí v rozsahu těsně nad bodem· přeměny v mairtensit.The invention is based on the discovery that steels and other iron alloys, and articles made therefrom having initially unfavorable properties, acquire higher strength and greater toughness when subjected only to imperfect bainitic curing, i.e., a heat treatment that lasts until conversion , of the order of 80%, at Veplotaches in or above the martensite conversion temperature range just above the mairtensite conversion point.

Bod přeměny v martensit leží obvykle v oblasti od· 180 do· 280 °C, zejména v oblasti od 180 do 23O! °C a především v oblasti od 185 do 210· °C. Pod pojmem teplota v oblasti přeměny v martensit se rozumějí ve smyslu vynálezu teploty v oblasti mezi 10 °C nad a 10 dc pod bodem, ve kterém se tvoří martensit. Tepelná oblast nad bodem přeměny v martensit, ve které se provádí nedokonalé bainitické vytvrzování, leží obecně v rozsahu· 0· až asi 100 °C, zejména do· 50 °C, například v rozsahu od 5 do 50 °C nad bodem tvorby martensitu. Zcela všeobecně se uka zuje, že · do rozsahu . vynálezu patřící teplotní oblast nad bodem· přeměny v martensit, ve které se může· uskutečňovat nedokonalé baň nitické vytvrzování oceli · podle vynálezu, je tím užší, čím je bod tvorby martesitu vyšší a naopak je tím širší, čím se bod přeměny v martensit nachází níže. S výhodou je teplota pro nedokonalé bainitické vytvrzování nižší než 270 až 280' °C, zejména nižší než 260· °C.The transformation point into martensite is usually in the range from 180 ° to 280 ° C, in particular from 180 ° to 23 ° C ! ° C and in particular in the range of 185 to 210 · ° C. For the purposes of the invention, the temperature in the martensite conversion zone is to be understood to mean temperatures in the range between 10 ° C above and 10 dc below the point at which the martensite is formed. The thermal region above the martensite conversion point at which imperfect bainitic curing is carried out is generally in the range of 0 ° to about 100 ° C, in particular up to · 50 ° C, for example in the range of 5 to 50 ° C above the martensite formation point. In general, it turns out that • to the extent. of the invention belonging to the temperature region above the martensite transformation point, in which the imperfect mine of the nitic curing of the steel according to the invention can be carried out, the narrower the higher the martensite formation point and the wider the martensite transition point . Preferably, the temperature for imperfect bainitic curing is less than 270-280 ° C, especially less than 260 ° C.

Zvláště příznivých výsledků se dosahuje při použití ocelí s bodem přeměny v martensit, nacházejícím se pod hodnotami, uvedenými v předchozí části. Nemají-li výchozí oceli vhodnou strukturu k provádění nedokonalého bainitického· vytvrzování, je třeba samozřejmě nejprve uskutečnit předběžné · zpracování, například tepelné, při kterém' se vytvoří austenitická struktura oceli. Případně v oceli přítomné nepatrné podíly legovacích prvků mohou být představovány například vanadem, wolframem, niobem, bórem apod., které se mohou vyskytovot v · hmotnostní koncentraci až 0,2 %. Tím se mohou některé vlastnosti oceli ovlivnit. Přítomnost nebo nepřítomnost těchto legovacích prvků však nemá ve větší míře vliv na řešení podle vynálezu.Particularly favorable results are obtained when using steels with a martensite conversion point below the values given in the previous section. If the starting steels do not have a suitable structure to perform imperfect bainitic curing, it is of course necessary to first carry out a pretreatment, for example heat, to form an austenitic structure of the steel. The possibly small proportions of alloying elements present in the steel may be, for example, vanadium, tungsten, niobium, boron and the like, which may occur in a concentration by weight of up to 0.2%. This may affect some steel properties. However, the presence or absence of these alloying elements has no greater effect on the solution of the invention.

Přeměna může probíhat až do dosažení oblasti nejvýše asi 85 %, vztaženo na maximální, to znamená vyčerpávající · přeměnu. Převážně se stupeň přeměny pohybuje mezi 55 až 85 %, přičemž přednost má rozsah mezi 75 a 85 % a zejména hranice 80· · %. Stupeň přeměny může být jednoduše měřičskými metodami zjištěn s dostatečnou přesností za využití okolností, · že bainitická přeměna je spojena s pozitivní změnou délky. Proto může být kinetika přeměny a tím současně stupeň přeměny při právě dosažené teplotě zjišťována jednoduchým způsobem dílatometrickým měřením na ocelovém vzorku. Pod pojmem osmdesátiprocentní stupeň přeměny se tedy rozumí, že se dosáhlo osmdesáti procent maximální délkové změny, která při stejné teplotě odpovídá plné bainitické přeměně.The conversion can take place up to an area of not more than about 85% based on the maximum, i.e., exhaustive, conversion. The degree of conversion is predominantly between 55 and 85%, with a range of between 75 and 85% being preferred, and in particular 80% ·%. The degree of conversion can be readily determined by measurement methods with sufficient accuracy using circumstances, that the bainitic conversion is associated with a positive change in length. Therefore, the kinetics of the conversion and thus the degree of conversion at the temperature just reached can be determined in a simple manner by a dlatometric measurement on a steel sample. Thus, eighty percent conversion is understood to mean that eighty percent of the maximum elongation that has reached full bainitic conversion at the same temperature.

Podle výhodného provedení vynálezu obsahuje ocelová slitina, mající poměrně vysokou pevnost a houževnatost, v hmotnostní koncentraci ·0,57 až 0,75 % uhlíku, 0,15 až 0,35 % křemíku, 0,70 až 0,85 % manganu, 0 až 0,035· % fosforu, 0 až 0,35 % síry, 0,20 až 0,50 % molybdenu a/nebo 0,20 až 1,00 % chrómu, přičemž zbytek tvoří železo, popřípadě nepatrné podíly legovacích prvků a obvyklé nečistoty.According to a preferred embodiment of the invention, the steel alloy having a relatively high strength and toughness comprises at a weight concentration of 0.57 to 0.75% carbon, 0.15 to 0.35% silicon, 0.70 to 0.85% manganese, up to 0.035% phosphorus, 0 to 0.35% sulfur, 0.20 to 0.50% molybdenum and / or 0.20 to 1.00% chromium, the remainder being iron, possibly minor proportions of alloying elements and common impurities.

Také pro tuto ocel platí skutečnosti, · které byly uvedeny v předchozí části v souvislosti s podmínkami a charakteristikou · přeměny. Tato ocel má také výhodné požadované vlastnosti, jestliže se provádí přeměna v teplotní oblasti tvorby martensltu nebo v oblasti, ležící od 0 až 50 °C nad bodem přeměny v martensit a jestliže přeměna dosa huje 75 až 85 % maximální hodnoty, měřeno podle dilatometricky určené kinetiky přeměny.Also applicable to this steel are the facts mentioned in the previous section in relation to the conditions and characteristics of the conversion. This steel also has advantageous desirable properties when the conversion is carried out in a martensite-forming temperature range or in the region of 0 to 50 ° C above the martensite conversion point and when the conversion is 75 to 85% of the maximum value measured by dilatometric kinetics transformations.

Ocel nebo železové slitiny podle vynálezu a tedy j předměty z této· oceli vyrobené mají houževnatost více než 70 J, předením až 85 J nebo dokonce 90 J, měřeno na kruhovém zkušebním vzorku bez vrubů, a tvrdost nejméně 57 HRC, zejména 58 HRC a vyšší, dosahující 60 a 61 HRC.The steel or iron alloys according to the invention and thus articles made of this steel have a toughness of more than 70 J, up to 85 J or even 90 J, measured on a non-notched circular test specimen, and a hardness of at least 57 HRC, especially 58 HRC and higher , reaching 60 and 61 HRC.

Vynálezem je také řešen způsob výroby této zlepšené oceli a předmětů z ní vyrobených, to znamená bainiticky tvrditelné oceli s pomalou přeměnou, která je nízko legovaná nebo nelegovaná a má nízkou teplotu přeměny v martensit, jehož -podstata spočívá v tom, že bainitické tvrzení se provádí při teplotě, ležící v oblasti bodu přeměny v martensit nebo v oblasti přímo na ni navazující směrem, nahoru, zejména v oblasti, která je o 0 až 100 °C, především až 50· °C, například 5 až 50 °C vyšší než bod přeměny v martensit, přičemž vytvrzování se přerušuje při dosažení 85% přetvoření, například 55 až 85%, především pak asi 75 až 80% přetvoření, vztaženo· na dilatometricky měřenou maximální přeměnu. S výhodou jsou k provádění tohoto· způsobu použity oceli a slitiny železa, které mají uvedené složení. Také zde · je nahodilá přítomnost nepatrných podílů legovacích prvků nerozhodná pro dosažení požadovaných výsledků a vlastností oceli.The invention also provides a process for producing this improved steel and articles made therefrom, i.e., slow conversion bainitically curable steels, which are low alloyed or unalloyed and have a low martensite conversion temperature, the principle of which is that the bainite hardening is carried out at a temperature in the region of the martensite conversion point or in a region directly adjacent thereto upwards, in particular in an area which is 0 to 100 ° C, in particular up to 50 ° C, for example 5 to 50 ° C higher than the point the conversion to martensite, wherein the curing is interrupted when 85% of the deformation is reached, for example 55 to 85%, in particular about 75 to 80%, based on the dilatometric measured maximum conversion. Preferably, steels and iron alloys having said composition are used to carry out the process. Here too, the incidental presence of minor proportions of alloying elements is not decisive for achieving the desired results and properties of the steel.

Z ·oceli podle · vynálezu mohou být hotoveny předměty a výrobky s výhodnými vlastnostmi obvyklými výrobními postupy, zejména tvářením za studená. Stejně dobře však je možno vyrábět tyto · předměty z oceli ještě neupravené, avšak mající uvedené materiálové složení, · a potom teprve provádět zpracování podle vynálezu na hotových předmětech, u nichž se původní neupravená ocel přemění na vysokohodnotnou ocel s vysokou pevností a houževnatostí. V tomto případě je možno· spatřovat zvláštní přínos způsobu podle vynálezu v tom, že na rozdíl od výrobních podmínek pro vysoce legované oceli, které jsou dosti náročné, je možno provádět hromadnou výrobu velkých sérií předmětů běžné spotřeby hospodárnějším· výrobním postupem. K těmto předmětům hromadné spotřeby patří zejména připevňovací prostředky, jako jsou šrouby, hřeby, svorníky, zarážecí a nastřelovací hřeby pro přímé připevňování, nýty, hmoždinky, hmoždíky · a jejich díly, nástroje jako jsou vrtáky, dříky vrtáků, šroubováky, pily, razníky, průbojníky, trny, dále strojní součásti, jako· jsou pojistné kolíky, · pružiny, talířové pružiny, ventily, vedení ventilů, pístní kroužky, hřídele, osy, závlačky, spojky, podložky, lamely apod., součásti vojenské výzbroje a zbraní, pancéřové desky, kování stavební, lodní, nábytkové a pro sportovní vybavení, například řetězy, závěsné háky, · hrany lyží, součásti optických · a měřicích přístrojů, různé polotovary jako jsou ocelové pásky, dráty, plechy, tyče, trubky a podobné výrobky.The articles and products of advantageous properties can be prepared from the steel according to the invention by conventional manufacturing processes, in particular by cold forming. However, it is equally possible to produce these articles from untreated steel but having said material composition, and then to carry out the processing according to the invention on finished articles in which the original untreated steel is converted to high-strength steel of high strength and toughness. In this case, the particular advantage of the process according to the invention is that, in contrast to the manufacturing conditions for high-alloy steels, which are quite demanding, large-scale production of large series of articles of common consumption can be carried out in a more economical manufacturing process. These bulk items include, in particular, fasteners, such as screws, studs, bolts, direct fasteners and nails, rivets, dowels, dowels and parts thereof, tools such as drills, drill bits, screwdrivers, saws, punches, punches, mandrels, machine parts such as: · safety pins, · springs, disc springs, valves, valve guides, piston rings, shafts, axles, cotter pins, couplings, washers, slats, etc., components of military equipment and weapons, armor plates , fittings for building, marine, furniture and for sports equipment, such as chains, suspension hooks, · ski edges, components of optical · measuring instruments, various semi-finished products such as steel strips, wires, sheets, rods, tubes and the like.

Zvláště vhodné jsou ve smyslu vynálezu oceli ze skupiny pružinových ocelí, obsahu jící například v hmotnostní koncentraci:Particularly suitable for the purposes of the invention are steels of the group of spring steels comprising, for example, in a weight concentration:

Označení oceli: Steel designation: C % C% Si % Si% Mn o/o Mn o / o Cr % Cr% V O/o In O / o 62 SiMnCr 4 62 SiMnCr 4 0,62 0.62 1,0 1.0 1,0 1.0 0,6 0.6 - 58 CrV 4 58 CrV 4 0,58 0.58 0,3 0.3 1,0 1.0 1,1 1.1 0,1 0.1 50 CrV 4 50 CrV 4 0,50 0.50 0,3 0.3 1,0 1.0 1,1 1.1 0,1 0.1 62 SiCr 5 62 SiCr 5 0,62/0,72 0.62 / 0.72 1,3 1.3 0,5 0.5 0,5 0.5 - nebo oceli ze skupiny ocelí pro zpracovávání or steel from the processing steel group za studená, například: cold, for example: Označení Designation C % C% Si % Si% Mn °/o Mn ° / o Cr % Cr% V o/o V o / o oceli: steel: 100 Cr 6 100 Cr 6 1,0 1.0 0,3 0.3 0,3 0.3 1,5 1.5 -

popřípadě nelegované oceli ze skupiny nástrojových ocelí, popřípadě uhlíkem legované oceli, například:optionally non-alloy steels from the group of tool steels or carbon-alloyed steels, for example:

Označení oceli: Steel designation: C o/0 C o / 0 Si % Si% M n o/o M n o / o P a S % P and S% C/f,k,g,/60 C / f, k, g, / 60 0,57 až 0,65 0.57 to 0.65 0,25 0.25 0,25 0.25 vždy max 0,045 0.045 max C/f,k,g,/67 C / f, k, g, / 67 0,67 0.67 0,25 0.25 0,70 0.70 vždy max 0,045 0.045 max C/f,k,g,/7O C / f, k, g, 770 0,70 0.70 0,25 0.25 0,60 0.60 vždy max 0,045 0.045 max C/f,k,g,/75 C / f, k, g, / 75 0,75 0.75 0,25 až 0,50 0.25 to 0.50 0,60 až 0,80 0.60 to 0.80 vždy max 0,045 0.045 max C/f,k,g,/85 C / f, k, g, / 85 0,85 0.85 0,90 0.90 0,60 až 0,80 0.60 to 0.80 vždy max 0,045 0.045 max C/f,k,g,/100 C / f, k, g, / 100 1,0 1.0 0,25 0.25 0,60 až 0,80 0.60 to 0.80 vždy max 0,045 0.045 max

Příklady ocelí podle vynálezu jsou objasněny v dalších příkladech.Examples of steels according to the invention are illustrated in the following examples.

Příklad 1Example 1

Výchozím materiálem je ocel obsahující v hmotnostní koncentraci 0,73 % C, 0,85 i% Mn, 0,20 % Si a 0,29 % Mo, tažená za studená do tvaru drátu, žíhaná na měkko, mírně dotahovaná, s pevností asi 800 MPa; tato ocel se po tepelném zpracování při 860 °C zpracovává po dobu dvaceti minut při teplotě 240 °C a po dobu 40 minut na vzduchu a potom se rozdělí na úseky o délce 1=50 milimetrů a průměru φ = 4,5 mm.The starting material is steel containing, by weight, 0.73% C, 0.85% Mn, 0.20% Si and 0.29% Mo, cold drawn into a wire shape, soft annealed, slightly tightened, with a strength of approx. 800 MPa; this steel is treated for 20 minutes at 240 ° C and 40 minutes in air after heat treatment at 860 ° C and then divided into sections of length 1 = 50 mm and diameter φ = 4,5 mm.

Teplota bodu přeměny v martensit činí 220 °C, měřeno vysocerychlostním dilatometrem a doby přeměny v minutách při teplotě přeměny 240 °C a stupních přeměny 85 !%, 95 %, 99 % a 100 °/o — vztaženo na dilatometricky měřené změny délky — činí:The temperature of the martensite conversion point is 220 ° C, measured by a high-speed dilatometer, and the conversion time in minutes at a conversion temperature of 240 ° C and degrees of conversion of 85%, 95%, 99% and 100 ° / o - relative to dilatometrically measured length changes :

%.....55 minut %i.....75 minut% ..... 55 minutes% i ..... 75 minutes

%.....110 minut% ..... 110 minutes

100 %.....210 minut100% ..... 210 minutes

Výrobky měli tvrdost 59 HRC a rázovou houževnatost:The products had a hardness of 59 HRC and impact resistance:

při 100 % změny délky —at 100% length change -

X — 51.5 J (n. ='20 zkoušek) při 86 % změny délky ='X - 51.5 J (n. = '20 tests) at 86% length change = '

X — 80 J (n ='20 zkoušek)X - 80 J (n = 20 tests)

Z uvedených výsledků je zřejmé, že zvýšení rázové houževnatosti oproti hodnotám (Δ 1=1100 %) dosažitelných při známém isotermickém bainitovém tvrzení není jedinou výhodou vynálezu, nýbrž že se dosáhne též značného zkrácení doby zahřívání potřebné к přeměně a tím úspor energie.From the above results it is evident that increasing the impact resistance compared to the values (Δ 1 = 1,100%) attainable in the known isothermal bainite contention is not the only advantage of the invention, but that also achieves a considerable shortening the heating times required к conversion and thus saving energy.

Příklad 2Example 2

Po podrobení hotového upevňovacího prvku, například hřebu nebo svorníku, stejnému tepelnému zpracování jako v předchozím příkladu má finální výrobek pevnost 58 HRC a přitom dobrou houževnatost, přičemž může být bez porušení ohnut až do úhlu 90 °.After subjecting the finished fastener, such as a nail or bolt, to the same heat treatment as in the previous example, the finished product has a strength of 58 HRC and at the same time good toughness, and can be bent up to 90 ° without breaking.

Příklad 3Example 3

Při výrobě tahových pružin s vysokou pevností a houževnatostí se nejprve z výchozího materiálu, tvořeného drátem o průměru d i— = 4,5 mm, vytvoří šroubové pružiny s průměrem 80 mm, načež se takto vytvarované pružiny podrobí stejnému tepelnému zpracování jako v předchozích příkladech.In the manufacture of high tensile and high tensile springs, 80 mm diameter helical springs are first formed from the starting material consisting of a wire having a diameter d i = 4.5 mm and then subjected to the same heat treatment as in the previous examples.

Claims (4)

PŘEDMĚT VYNALEZUOBJECT OF THE INVENTION 1. Nelegovaná nebo nízko legovaná bainiticky tvrditelná ocelová sliti^na s pomalou přeměnou a nízkým bodem přeměny v martensit, vyznačená tím, že obsahuje v hmotnostní koncentraci 0,50 až 1,00 -% uhlíku, 0,10 až 1,50- % křemíku, 0,25 až 1,50 % manganu, 0 až 0,045 % fosforu, 0 až 0,045 Ψο síry, 0,20 -až 0,90 % molybdenu a/nebo 0,20 až 2,00 % chrómu, přičemž zbytek tvoří železo a obvyklé nečistoty, kterážto- ocelová slitina byla podrobena bainitickému vytvrzování v teplotním' pásmu -přeměny v martenslt, anebo- v teplotní oblasti přímo nad tímto· pásmem, a u níž bainitické vytvrzování dosáhlo stupně přeměny nejvýše 85 %.A low alloy or low alloy bainitically curable steel alloy having a slow conversion and a low conversion point to martensite, characterized in that it contains in a concentration by weight of 0.50 to 1.00% carbon, 0.10 to 1.50% silicon, 0.25 to 1.50% manganese, 0 to 0.045% phosphorus, 0 to 0.045% sulfur, 0.20 to 0.90% molybdenum and / or 0.20 to 2.00% chromium, the remainder being iron and the usual impurities, which steel alloy was subjected to bainite curing in a temperature zone of the martenslt transformation, or in a temperature range directly above this zone, in which the bainite curing reached a conversion rate of not more than 85%. 2. Nelegovaná nebo nízko legovaná bainiticky tvrditelná ocelová -slitina podle- bodu 1, vyznačená tím, že její tepelné zpracování bylo- provedeno v teplotním pásmu- přeměny v martensit nebo v teplotním- pásmu od 0 až 100 °C, především 0 až 50 °C, zejména 5 až 50 °C nad bodem přeměny v martensit.2. An unalloyed or low-alloy bainitically curable steel alloy according to claim 1, characterized in that its heat treatment has been carried out in a temperature zone of martensite or in a temperature zone of 0 to 100 ° C, in particular 0 to 50 ° C. C, in particular 5 to 50 ° C above the martensite conversion point. 3. Nelegovaná nebo nízko legovaná bainiticky tvrditelná ocelová slitina podle bodů 1 a 2, vyznačená tím, že její- stupeň přeměny dosahuje 55 až 85 °/o, především 75 až 85 -%, zejména kolem. 80 %.3. An unalloyed or low-alloy bainitically curable steel alloy according to items 1 and 2, characterized in that its degree of conversion reaches 55 to 85%, in particular 75 to 85%, in particular around. 80%. 4. Způsob -výroby -ocelové- -slitiny podle bodů 1 až 3, vyznačující se- tím, že -ocelová slitina -se vystaví bainitickému tvrzení v teplotním pásmu přeměny v martensit nebo v oblasti --vyšší o -0 -až 100’ °C, především 0 až 50 °C, zejména 5 až 50- °C nad teplotou -bodu přeměny v martensit a· přeruší se nejpozději při 85%, především 55 až 85%, zejména 75 až 80% přeměně, vztaženo -na dilatometricky měřenou maximální přeměnu.4. A process according to claim 1, wherein the steel alloy is subjected to a bainite hardening in the temperature zone of the martensite conversion or in the region of -0 to 100 DEG. C, in particular 0 to 50 ° C, in particular 5 to 50- ° C above the temperature of the transition point into martensite, and · interrupts at the latest 85%, in particular 55-85%, especially 75-80% conversion based on dilatometrically measured maximum conversion.
CS791731A 1978-04-21 1979-03-15 Non-alloyed of low alloyed bainitic hardenable steel alloy and method of making the same CS211362B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2817628A DE2817628C2 (en) 1978-04-21 1978-04-21 Tough, high-strength steel alloys and processes for making such workpieces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS211362B2 true CS211362B2 (en) 1982-02-26

Family

ID=6037726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS791731A CS211362B2 (en) 1978-04-21 1979-03-15 Non-alloyed of low alloyed bainitic hardenable steel alloy and method of making the same

Country Status (22)

Country Link
JP (1) JPS54141313A (en)
AT (1) AT393279B (en)
AU (1) AU527551B2 (en)
BE (1) BE875730A (en)
BR (1) BR7902454A (en)
CA (1) CA1137337A (en)
CH (1) CH646199A5 (en)
CS (1) CS211362B2 (en)
DE (1) DE2817628C2 (en)
DK (1) DK155053C (en)
ES (1) ES479774A1 (en)
FI (1) FI69121C (en)
FR (1) FR2423549B1 (en)
GB (1) GB2019436B (en)
IT (1) IT1112992B (en)
NL (1) NL191388C (en)
NO (1) NO153933C (en)
PL (1) PL136257B1 (en)
SE (1) SE449229B (en)
SU (1) SU1232147A3 (en)
YU (1) YU40746B (en)
ZA (1) ZA791422B (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1980001083A1 (en) * 1978-11-15 1980-05-29 Caterpillar Tractor Co Lower bainite alloy steel article and method of making same
JPS5970724A (en) * 1982-10-15 1984-04-21 Seiko Instr & Electronics Ltd Rolled hot-forged thread
JPS61130456A (en) * 1984-11-29 1986-06-18 Honda Motor Co Ltd High-strength bolt and its production
JPH01268245A (en) * 1988-04-19 1989-10-25 Fujitsu Ltd Changeover control circuit
US4960473A (en) * 1989-10-02 1990-10-02 The Goodyear Tire & Rubber Company Process for manufacturing steel filament
SE510344C2 (en) * 1997-08-01 1999-05-17 Ovako Steel Ab Way for complete bainite hardening of steel
NL1011806C2 (en) * 1999-04-15 2000-10-17 Skf Engineering & Res Services Ball bearing steel with a surface with an underbainitic structure and a method of manufacturing it.
DE202005015611U1 (en) * 2005-09-30 2005-12-29 Textron Verbindungstechnik Gmbh & Co. Ohg Bolts or screws with high rigidity are made from steel wire by hot rolling and cooling glowing product by blowing on air, then rolling out and cold-forming to produce head and thread
FR2916371B1 (en) * 2007-05-24 2010-02-26 Fwu Kuang Entpr Co Ltd PROCESS FOR PREPARING FORGED PARTS HAVING EXCELLENT TRACTION RESISTANCE AND ELONGATION FROM STEEL MAMINERY WIRES
DE102008041391A1 (en) * 2008-08-20 2010-01-14 Kamax-Werke Rudolf Kellermann Gmbh & Co. Kg High strength bolt has bainite structure produced by austempering which extends across whole cross-section of the bolt and increases its tensile strength
GB2485107A (en) * 2009-08-24 2012-05-02 Secr Defence Armour
DE102011054840A1 (en) 2011-10-26 2013-05-02 Rud Ketten Rieger & Dietz Gmbh U. Co. Kg Hardening steel for grade 8 and higher hoisting, lifting, tensioning and / or lashing equipment, lifting, lifting, tensioning and / or lashing equipment, and method of making such a component
DE102011055497A1 (en) 2011-11-18 2013-05-23 Kamax Holding Gmbh & Co. Kg Ultra-high-strength screw with high yield ratio
KR101751530B1 (en) * 2015-12-28 2017-06-27 주식회사 포스코 Steel sheet for tool and method of manufacturing for the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB517118A (en) * 1938-07-13 1940-01-22 Ver Oberschlesische Huttenwerk Improvements in and relating to improved steels and the application thereof
DE973413C (en) * 1944-05-31 1960-02-11 Gussstahlwerk Witten Ag Process to achieve a hardness of at least 54RC with high impact resistance
US2914401A (en) * 1958-02-24 1959-11-24 Crucible Steel Co America Alloy steel
US3155550A (en) * 1961-09-15 1964-11-03 United States Steel Corp Heat treatment of chromium-free steel bearings
DE1558505A1 (en) * 1967-01-23 1970-04-16 Hilti Ag Anchoring means
SE342475B (en) * 1969-03-31 1972-02-07 Sandvikens Jernverks Ab

Also Published As

Publication number Publication date
IT1112992B (en) 1986-01-20
SE449229B (en) 1987-04-13
BE875730A (en) 1979-08-16
DE2817628C2 (en) 1985-08-14
FI790666A (en) 1979-10-22
NL191388B (en) 1995-02-01
PL136257B1 (en) 1986-02-28
IT7921467A0 (en) 1979-03-30
CH646199A5 (en) 1984-11-15
NL7901840A (en) 1979-10-23
AU4562579A (en) 1979-10-25
GB2019436B (en) 1983-02-16
SU1232147A3 (en) 1986-05-15
SE7903448L (en) 1979-10-22
BR7902454A (en) 1979-10-30
NO153933B (en) 1986-03-10
FI69121C (en) 1985-12-10
YU80279A (en) 1983-02-28
ES479774A1 (en) 1979-11-16
PL215033A1 (en) 1980-01-14
DE2817628A1 (en) 1979-10-25
FI69121B (en) 1985-08-30
DK162779A (en) 1979-10-22
JPS6312934B2 (en) 1988-03-23
NO153933C (en) 1986-06-18
NO791296L (en) 1979-10-23
DK155053B (en) 1989-01-30
FR2423549A1 (en) 1979-11-16
ATA241979A (en) 1984-04-15
CA1137337A (en) 1982-12-14
AT393279B (en) 1991-09-25
DK155053C (en) 1989-06-19
YU40746B (en) 1986-04-30
FR2423549B1 (en) 1985-08-23
ZA791422B (en) 1980-04-30
NL191388C (en) 1995-07-03
GB2019436A (en) 1979-10-31
AU527551B2 (en) 1983-03-10
JPS54141313A (en) 1979-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1746177B1 (en) High strength bolt excellent in delayed fracture resistance and method of production of same
CS211362B2 (en) Non-alloyed of low alloyed bainitic hardenable steel alloy and method of making the same
US5919415A (en) Steel and process for the manufacture of a steel component formed by cold plastic deformation
US5545267A (en) Steel product for induction-hardened shaft component and shaft component using the same
EP0828862A1 (en) Martensitic stainless steel having high mechanical strength and corrosion resistance and relative manufactured articles
CZ293691B6 (en) Process for producing steel forgings
Sourmail Bainite and superbainite in long products and forged applications
US3873378A (en) Stainless steels
EP0431224B1 (en) Method of manufacturing a leaf of a leaf spring
EP0133959B1 (en) Case hardening steel suitable for high temperature carburizing
JPS5853709B2 (en) As-forged high-strength forging steel
GB2355272A (en) Process for producing high strength shaft
KR20010072559A (en) Cold work steel
Furr Development of a new laboratory test method for spring steels
US3756808A (en) Stainless steels
US3117863A (en) Alloy steels
EP1434889A1 (en) High-hardness, highly ductile ferrous articles
GB2355271A (en) Process for producing constant velocity joint having improved cold workability and strength
JPH027366B2 (en)
JPS61104049A (en) Steel for machine structural use
US3135600A (en) Alloy steels
AU679106B2 (en) Warm forming high strength steel parts
JPH05156354A (en) Manufacture of hardening obviated steel for hot forging
JPH08134547A (en) Production of hollow steel tool
JPH01177338A (en) Non-heat treated steel for nitriding